一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂

摘要

一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂，包括如下组分：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐1～20％，醇1～10％，有机脲1～20％，乌洛托品1～10％，碘化钾0.1～2％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂1～15％，Gemini季铵盐1～15％，聚乙烯醇1～20％，其余为水；本发明能够控制油田注水系统各种不同注入污水的腐蚀，加药量达到100mg/L时，缓蚀率可达到80％以上，腐蚀速率均能够控制在0.076mm/a以下，解决了市场上注水缓蚀剂对注入污水性质变化适应范围小，缓蚀率低，需要针对注入污水性质变化不断进行缓蚀效果筛选评价的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及油田生产技术领域，特别涉及一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂，主要用于油田生产中污水处理系统、注水管线、注水井井下油套管的污水腐蚀控制。

技术背景

油田生产过程中，随着开采时间的延长，所开采的油井其油层压力不断下降，导致产油量急剧下降，依靠弹性采油不能满足生产的需要，因此、需要将油井产出液中的分离水(污水)通过处理后注入油井油层；另一方面因油井产出液分离水排放到环境中会对环境造成严重破坏，因此也必须将油井产出液分离水进行处理回注。由于油井产出液分离水矿化度较高，含有一定量的细菌、碳酸氢根、二氧化碳、硫化氢等腐蚀性成分，导致污水处理系统的大罐、设备、管线腐蚀严重；外输注水管线因污水腐蚀引起管壁减薄、强度降低甚至管线出现腐蚀穿孔；注水井油管因污水腐蚀引起丝扣漏失、管壁穿孔而使注水措施得不到有效实施，严重的导致油管脱落；注水井套管因污水腐蚀引起套管管壁变薄、强度下降、套管变形，严重的导致套管腐蚀穿孔漏失，致使注水井大修或报废。注水系统污水的腐蚀不但影响油田的正常生产，而且给油田生产造成了极大的经济损失，制约着油田生产开发的发展与经济效益的提高。因此、需要开发适应性广、效果好的注水缓蚀剂，以满足油田生产的需要，为油田生产的正常进行与效益的提高保驾护航。

目前市场上有大量的缓蚀剂，但由于油田注水系统的污水成分复杂，矿化度变化幅度大，污水中各种离子含量变化大，特别是污水中的碳酸氢根含量、二氧化碳含量、硫化氢含量变化幅度大，而且随着生产过程的进行，油田注水系统的污水其性质会发生较大的变化，市场上的缓蚀剂不能适应油田注水系统污水性质变化的需要，缓蚀率降低，保护效果下降，需要不断的跟踪测试与评价，定期的筛选注水缓蚀剂，因此需要开发一种效果好，适应性广的注水缓蚀剂以满足油田生产过程中注水系统污水性质差异大与不断变化的需要。

发明内容

为了克服上述现有缓蚀剂技术的缺陷，本发明的目的是提供一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂，能够满足油田注水系统注入污水性质差异大与不断变化的需要，而且缓蚀率高，成本低。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂，包括如下组分：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐1～20％，醇1～10％，有机脲1～20％，乌洛托品1～10％，碘化钾0.1～2％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂1～15％，Gemini季铵盐1～15％，聚乙烯醇1～20％，其余为水。

一种用于油田生产注水系统污水腐蚀控制的注水缓蚀剂，包括如下组分：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐5～15％，醇4～10％，有机脲3～10％，乌洛托品5～10％，碘化钾0.5～1％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂3～10％，Gemini季铵盐5～10％，聚乙烯醇3～10％，其余为水。

所述的喹啉氯化苄季铵盐是喹啉与氯化苄反应的季铵盐产物，合成工艺方法是：反应釜中加入喹啉，加入丙三醇，然后滴加氯化苄，喹啉：氯化苄：丙三醇摩尔比＝1：1.002：0.4；滴加结束后，升温至140℃，反应4小时，冷却、得喹啉氯化苄季铵盐。

所述的醇选自甲醇、乙醇、丙三醇中的一种或二种的混合物，其混合物中甲醇：丙三醇质量比＝6：4。

所述的有机脲选自硫脲、若丁中的一种或二种的混合物，混合物中硫脲：若丁的质量比＝7：3。

所述的脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂选自AC-1810、AC-1820、AC-1830、AC-1860中的一种或多种的混合物，其优化后的混合物中各组分质量比是AC-1810：AC-1830：AC-1860＝5：3：2。

所述的Gemini季铵盐，选自河南省道纯化工技术有限公司的31117、31004、31422、31149、31381中的一种或多种的混合物，其优化后的混合物中各组分质量比是31117：31004：31149＝3：2：5。

所述的聚乙烯醇选自聚乙烯醇PVA1799、PVA2499、PVA0599、PVA2088、PVA1788中的一种或多种的混合物，其优化后的混合物中各组分质量比是PVA1799：：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

本发明的有益效果是：

适应性广：能够适应油田注水系统各种矿化度的注入污水，配伍性好，不与原油产生乳化效果，适应性广、缓蚀效果好。

缓蚀效果好：市场上注水缓蚀剂在高矿化度注入污水中的缓蚀效果均较低，适应性有效，需要针对不同的注入污水筛选不同的注水缓蚀剂，而发明的注水缓蚀剂不但缓蚀率高，而且适应油田各种矿化度的注入污水，缓蚀率可达到80％以上，腐蚀速率均能够控制在0.076mm/a以下。

成本低：主要表现在合成工艺简单，药剂效果好，现场应用加药成本低，投入产出比高。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明做详细叙述。

腐蚀实验方法参照GB10124进行，采用现场注入污水进行动态模拟实验，实验步骤：将注入污水中加入一定浓度的注水缓蚀剂，然后将加药后的污水加入到六组动态腐蚀速率评价仪中，挂入A3钢片，密闭加热到80℃，在搅拌速度为60rpm情况下，测定168小时周期的腐蚀速率。腐蚀速率(mm/a)＝8.76×10⁷×(M₁－M₂)/(STD)；式中M₁为实验前挂片质量，g；M₂为实验后挂片质量，g；S为挂片的表面积，cm²；T为挂片实验时间，小时；D为挂片材质的密度，g/cm³。计算缓蚀率％＝(未加药注入污水的腐蚀速率－加药后注入污水的腐蚀速率)×100/未加药注入污水的腐蚀速率。

下面通过实例进一步说明本发明的特点。

实施例一

配方组成：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐12％，醇7％，有机脲5％，乌洛托品5％，碘化钾0.8％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂5％，Gemini季铵盐6％，聚乙烯醇6％，其余为水。

其中喹啉氯化苄季铵盐的合成工艺：反应釜中加入喹啉，加入丙三醇，然后滴加氯化苄，喹啉：氯化苄：丙三醇(摩尔比)＝1：1.002：0.4；滴加结束后慢慢升温至140℃，反应4小时，冷却、得喹啉氯化苄季铵盐。

其中醇的比例是甲醇：丙三醇(质量比)＝6：4。

其中有机脲的比例是硫脲：若丁(质量比)＝7：3。

其中脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂的比例是AC-1810：AC-1830：AC-1860(质量比)＝5：3：2。

其中Gemini季铵盐的比例是31117：31004：31149(质量比)＝3：2：5。

其中聚乙烯醇的比例是PVA1799：：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

配方的缓蚀效果与腐蚀控制效果测试：

实施例二

配方组成：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐15％，醇9％，有机脲5％，乌洛托品4％，碘化钾0.5％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂4％，Gemini季铵盐5％，聚乙烯醇8％，其余为水。

其中喹啉氯化苄季铵盐的合成工艺同实例1。

其中醇的比例是甲醇：丙三醇(质量比)＝6：4。

其中有机脲的比例是硫脲：若丁(质量比)＝7：3。

其中脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂的比例是AC-1810：AC-1830：AC-1860(质量比)＝5：3：2。

其中Gemini季铵盐的比例是31117：31004：31149(质量比)＝3：2：5。

其中聚乙烯醇的比例是PVA1799：：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

配方的缓蚀效果与腐蚀控制效果测试：

实施例三

配方组成：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐8％，醇4％，有机脲8％，乌洛托品10％，碘化钾1％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂10％，Gemini季铵盐5％，聚乙烯醇3％，其余为水。

其中喹啉氯化苄季铵盐的合成工艺同实例1。

其中醇的比例是甲醇：丙三醇(质量比)＝6：4。

其中有机脲的比例是硫脲：若丁(质量比)＝7：3。

其中脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂的比例是AC-1810：AC-1830：AC-1860(质量比)＝5：3：2。

其中Gemini季铵盐的比例是31117：31004：31149(质量比)＝3：2：5。

其中聚乙烯醇的比例是PVA1799：：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

配方的缓蚀效果与腐蚀控制效果测试：

实施例四

配方组成：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐13％，醇8％，有机脲7％，乌洛托品3％，碘化钾0.6％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂6％，Gemini季铵盐6％，聚乙烯醇7％，其余为水。

其中喹啉氯化苄季铵盐的合成工艺同实例1。

其中醇的比例是甲醇：丙三醇(质量比)＝6：4。

其中有机脲的比例是硫脲：若丁(质量比)＝7：3。

其中脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂的比例是AC-1810：AC-1830：AC-1860(质量比)＝5：3：2。

其中Gemini季铵盐的比例是31117：31004：31149(质量比)＝3：2：5。

其中聚乙烯醇的比例是PVA1799：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

配方的缓蚀效果与腐蚀控制效果测试：

实施例五

配方组成：以组合物质量100％计算，喹啉氯化苄季铵盐10％，醇5％，有机脲7％，乌洛托品6％，碘化钾0.5％，脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂8％，Gemini季铵盐7％，聚乙烯醇5％，其余为水。

其中喹啉氯化苄季铵盐的合成工艺同实例1。

其中醇的比例是甲醇：丙三醇(质量比)＝6：4。

其中有机脲的比例是硫脲：若丁(质量比)＝7：3。

其中脂肪胺聚氧乙烯醚表面活性剂的比例是AC-1810：AC-1830：AC-1860(质量比)＝5：3：2。

其中Gemini季铵盐的比例是31117：31004：31149(质量比)＝3：2：5。

其中聚乙烯醇的比例是PVA1799：PVA0599：PVA2088＝1：1：2。

配方的缓蚀效果与腐蚀控制效果测试：